5、防腐措施
5、防腐措施
紧固螺母常常与导流帽制为一体，俗称 将军帽。
6、螺旋桨与螺旋桨轴的联结方法
螺旋桨与螺旋桨轴的联结方法： ⑴机械联结 ⑵液压套合变形联结 ⑶用环氧树脂粘结法
6、螺旋桨与螺旋桨轴的联结方法
㈡轴干与轴颈
轴干位于螺旋桨轴的中间部位，其两 端与轴颈相连。轴干的直径按相关的船舶规 范中的有关公式求得，再按与其相近的标准 化轴径数值进行选定。此标准化轴径是为了 便于螺旋桨轴的设计、生产、加工及互换， 由有关部门颁布的，可供设计时选用。
三、尾轴
三、尾轴
螺旋桨轴上装有轴套或者直接与尾轴 承接触的部位称轴颈，轴颈之间的部位称轴 干，螺旋桨轴的尾部制成锥体以供安装螺旋 桨之用，前端则制成锥体以安装可拆式联轴 节或制成整锻法兰的型式与中间轴相连，首 尾两端螺纹部分为安装紧固螺母之用。
三、尾轴
㈠螺旋桨轴的尾部结构 ㈡轴干与轴颈 ㈢轴套 ㈣轴的防护 ㈤螺旋桨轴的首部
㈡轴干与轴颈
㈡轴干与轴颈
轴干的长度取决于轴段长度，在轴系 布置时确定，与所采用的轴线数量，船体线 型、船体总布置、各轴承负荷情况、工厂的 加工能力及轴系在机舱内装拆要求等因素等 有关。
㈡轴干与轴颈
轴颈是用来直接与尾轴承相接触的部 位，为了便于安装以及轴颈在磨损后更换轴 套时留有光车的余量，以延长使用寿命，其 直径应比轴干略大，一般按其轴径大小的不 同，约增大5～30mm。另外，为了便于安 装，往往将前后的轴颈直径制成略有差值( 约2～10mm)。
㈣轴的防护
1、阴极保护法 锌块通过焊接或者以螺栓固定于船体 上，用导线与碳刷连接，碳刷通过固定在螺 旋桨轴上的集流环形成防蚀回路。
㈣轴的防护
㈣轴的防护
2、覆盖保护法 在轴上包覆玻璃钢保护层是目前保护 螺旋桨轴表面最可靠和完善的方法，因为固 化后的玻璃钢具有良好的物理、机械、绝缘 和抗蚀性，它在海水、石油产品以及碱溶液 中都不易损坏，故目前被广泛应用。
传动轴主要由螺旋桨轴、尾轴、中间轴和 推力轴组成，其具体配置主要取决于船型、动 力装置和机舱的布置情况。
三、尾轴
在船舶系岸的情况下运转的主机和螺旋 桨的工况称为系泊工况。这时船速Vs＝0； 进速系数λp＝0。船舶在起航的最初阶段， 螺旋桨开始转动时，因为船还没有移动，这 时的工况也与系泊工况相似。 船舶在系泊工况工作时，由于J＝0（较 小），其推进特性曲线较陡，亦即在同一转 速时它将吸收较大的功率。
㈠螺旋桨轴的尾部结构
㈠螺旋桨轴的尾部结构
螺旋桨轴的尾部结构尺寸，一般是通过 规范计算所确定的尾轴直径来进行估算。 1、锥体部分的主要尺寸 2、螺纹部分的主要尺寸 3、键槽部分的主要尺寸 4、螺旋桨轴尾部其它结构 5、防腐措施 6、螺旋桨与螺旋桨轴的联结方法
1、锥体部分的主要尺寸
锥度K=（dTZ-dXZ） /lZ K值可取1：10、1：12、1：15或1：20 。 数值越大，虽然拆卸较方便省力，但在 同一锥长时，其强度也相对有所削弱，且较 易于松动。我国现有船舶轴系的锥度，以采 用1：15和1：12最多。
3、键槽部分的主要尺寸
键长lj=(0.9～0.98)lZ 键宽bj：双键时 ，bj=(0.17～0.17)dTZ 单键时，bj=(0.2～0.3)dTZ 键高hj=(0.5～0.6)bj 在设置双键时，二者成120°或180°角度 。
3、键槽部分的主要尺寸
尾部锥体的键槽是引起局部应力集中的 原因之一，最危险部分在锥体大端附近，大 多数的疲劳裂纹是从键槽锐角上开始。为了 减小局部应力，键槽的棱角应做成圆角，键 槽底也应有圆角，《钢质海船入级与建造规 范》（2001）规定圆角半径应不小于锥部大 端直径的1/25。螺旋桨轴的圆柱体与锥体交 界处不应有凸肩或圆角。轴上键槽前端应平 滑且呈汤匙形。
4、螺旋桨轴尾部其它结构
5、防腐措施
为了避免紧固螺母在船舶航行时产生阻 力损失，也为了防止海水沿螺旋桨前后端的 锥孔与尾轴锥体配合的缝隙渗入，使其配合 面锈蚀，影响桨轴的强度，并导致拆卸螺旋 桨困难，常采用以下防腐措施： ⑴在螺旋桨的尾端装设导流帽，并在其 空腔中充满油脂。
5、防腐措施
⑵在螺旋桨前端安装O型橡胶密封圈以 防止海水进入。其中密封件为O形橡胶密封 圈，为了使橡胶密封件不致被挤入轴毂的键 槽中而影响水封效果，一般须在橡胶密封件 的后面加一个垫板，该垫板可由铜材、铸铁 或钢板制成，其外径要略比键槽高度高。安 装时应使橡胶制品有一定的压缩量，以提高 密封效果。
1、锥体部分的主要尺寸
锥体长度lZ =(1.6～3.3)dTZ 小端直径dXZ=dTZ-KlZ 大端直径dTZ：多取螺旋桨轴直径dj或略 小于dj。
2、螺纹部分的主要尺寸
螺纹直径dW=(0.75～0.90)dTZ 螺纹长度lW=dW 为了避免紧固螺帽松动，习惯上多将尾 螺纹的旋向设计成和螺旋桨的回转方向相反 。

㈠螺旋桨轴的尾部结构
螺旋桨轴的尾部是供安装螺旋桨之用 ，制成锥体，主要为了便于装、拆和紧固螺 旋桨。主机的转矩靠螺旋桨锥孔与桨轴锥体 之间紧密配合产生的摩擦力以及键来传递。 在轴系工作时，轴的尾部承受了很大的负荷 ：锥体部分用来承受正倒车推力产生的压缩 应力、拉应力、扭矩和冲击载荷；螺纹部分 承受拉应力；锥体上的键槽和键则承受着剪 切应力及压应力。
㈡轴干与轴颈
对于从外向里进行安装的尾轴，其首 部轴颈直径应略小；而对于带有整体式法兰 的螺旋桨轴，其后部的轴颈直径应略比首部 为小。轴颈的长度一般略大于其轴承长度 50～100mm左右，以保证在轴系安装或调 整中轴发生轴向位移时，仍能与轴承有较好 地接触。为了减少应力集中，在轴干与轴颈 的连接处，应采用圆弧或斜锥过渡。
第15讲 尾轴
• 一、回顾与引入 • 二、传动轴的组成 • 三、尾轴
目的和要求
• 能力目标：能进行尾轴的设计。 • 知识目标：掌握尾轴的组成与设计方法。
一、回顾与引入
• 问题1：上次课，我们学习了什么？ • 问题2：轴线如何布置？ • 问题 3：轴系布置时，对轴承负荷有哪些要 求？
二、传动轴的组成
㈣轴的防护
对于轴套与轴干的衔接处，应特别注意其水 密性。往往因对个别元件的疏忽，会使整个水密 措施全功尽弃。
㈤螺旋桨轴的首部
螺旋桨轴的首部是为了安装联轴节之 用，其结构型式有两种：一种安装可拆联轴 节，结构与螺旋桨轴的尾部锥体结构相似； 另一种是整锻法兰，其结构和尺寸可按相关 船舶标准有关数据选定。
㈢轴套
⑵轴套表面的圆度和圆柱度应符合要 求。加工时通常采取在铜套装入艉轴后，同 时光车轴颈铜套表面与艉轴法兰外圆和端面 的方法。 轴套表面的圆度和圆柱度
直径D 圆度和 圆柱度 ≤120 ≤0.025 120～180 180～260 260～500 500～800 ≤0.035 ≤0.045 ≤0.055 ≤0.065 ＞800 ≤0.075
㈣轴的防护
如果没有专用浸透设备，可以在轴表面涂 一层粘合剂，然后将玻璃布按其宽度均匀包覆 一层，此后再涂粘合剂，包一层涂一层，直到 所需要的包覆层厚度为止。
㈣轴的防护
⑷在包覆过程中，尾轴应均匀转动，直 至粘合剂不流动时停止。 ⑸螺旋桨轴包覆玻璃钢后，应自然固化 48小时后再打磨、去除毛刺。 ⑹包覆层应涂胶均匀，不许有气孔或漏 涂，如有上述情况，应进行修补。
㈡轴干与轴颈
为了减轻轴的重量，有时可采用空心 轴的结构。其内径与外径之比即中孔系数m ，取m=0.5～0.75；对于尾部的锥形部分， 取m=0.3～0.35。空心轴不仅可以大大减轻 轴的重量而不影响其强度，而且还能提高轴 回旋振动的临界转速，有利于回避轴的共振 现象。空心轴的内腔应涂以铅丹，两端用塞 子塞住，以保证水密，防止内表面腐蚀。
3、键槽部分的主要尺寸
3、键槽部分的主要尺寸
3、键槽部分的主要尺寸
为了使锥体键槽的受力均匀，尚应有以 下技术要求： ⑴键槽宽度应一致 ⑵键槽高度应一致 ⑶键槽两侧与轴心线应平行
4、螺旋桨轴尾部其它结构
紧固螺母的作用是承受倒车推力，并且 用它来确保螺旋桨与轴的紧密配合。为了防 止螺旋桨的脱落，还需要设置防松装置，如 止动片等。
㈢轴套
㈢轴套
⑹螺旋桨轴铜轴套的厚度可按下表选 定，也可按照下式进行计算：t≥0.03d+7.5 mm。
㈣轴的防护
螺旋桨与轴在海水中形成一对电极， 存在一定的电位差，会使尾轴遭到强烈的电 化腐蚀。另外水润滑螺旋桨轴的轴干部分常 裸露于海水中，海水对钢轴也会产生化学腐 蚀，所以对螺旋桨轴必须采取保护措施。一 般船舶常常采用的是阴极保护法和覆盖保护 法。
㈢轴套
⑶轴套应采用红套或液压套合法压入 到轴上，不得用销子固定。轴套在其红套轴 上后应检查其紧密性，在距离尾轴锥体端 70mm长度上，严禁有配合不紧密的地方。 ⑷为减轻轴套红套于轴上后的应力集 中现象，常在轴套的两端开卸荷槽。
㈢轴套
⑸轴套经常是制成一个整体，但当轴 套过长时，也可以分段焊接。对非焊接的接 缝应采用搭接缝。对搭接缝可用焊锡填补， 这时搭口应车成燕尾槽形，也可采用机械滚 压法予以滚压接平。分段连接起来的轴套， 其接缝处必须保持水密。
㈡轴干与轴颈
㈢轴套
采用水润滑的船舶，其尾轴轴颈上一 般装有轴套防止轴颈擦伤和腐蚀。轴套一般 采用过盈配合装配于轴上。
㈢轴套
轴套的技术要求如下： ⑴轴套材料一般采用铜合金如QSnl0-2 和ZHMn58-2。对于加工好的铜轴套，不允 许有裂纹、密集气孔、疏孔和砂眼等缺陷。 对于不是很严重的缺陷，允许修补。铜套经 粗加工后，套装在轴颈上之前，应进行水压 试验。试验压力为0.2MPa，5分钟内应无裂 纹或泄漏现象。
三、尾轴
螺旋桨轴位于轴系的最后端，尾部安 装螺旋桨，首部通过联轴节与中间轴或推进 机组输出法兰相连。一般情况下螺旋桨轴即 尾轴，只有当螺旋桨轴伸出船体过长时，才 分为两段，装螺旋桨的一段轴称为螺旋桨轴 ，通过尾轴管的一段轴称为尾轴。